JPWO2015022931A1 - 弾性波装置、電子部品、および弾性波装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
弾性波装置（１）は、圧電基板（１０）と、ＩＤＴ電極（１１）と、配線（１４）と、パッド（２０）と、アンダーバンプメタル（１８）と、第１の誘電体層（１５）と、第２の誘電体層（１６）と、を有している。ＩＤＴ電極（１１）の少なくとも一部は第１の導電膜（４１）により構成され、配線（１４）の少なくとも一部は第１の導電膜（４１）と第２の導電膜（４２）とを有する積層体により構成され、パッド（２０）の少なくとも一部は第２の導電膜（４２）により構成されている。第２の誘電体層（１６）は、第２の導電膜（４２）とアンダーバンプメタル（１８）との接触領域（Ｃ）以外の領域（ＮＣ）を覆うように形成されている。そのため、第２の導電膜（４２）は第２の誘電体層（１６）およびアンダーバンプメタル（１８）により覆われ、大気中に露出していない。
Description
本発明は弾性波装置、弾性波装置を含む電子部品、および弾性波装置の製造方法に関する。
携帯電話機などの通信機器におけるＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）回路には、デュプレクサや段間フィルタとして、弾性波装置が搭載されている。
たとえば、特許文献１（特開２０１１−２４４０６５号公報）には、図８Ａおよび図８Ｂに示すような弾性波装置１０１が記載されている。図８Ａは、弾性波装置１０１を平面視したときの図であり、図８Ｂは、図８Ａに示した弾性波装置１０１のＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ断面図である。弾性波装置１０１は、圧電基板１１０と、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１１１と、配線１１４と、パッド１２０と、第１の誘電体層１１５と、第２の誘電体層１１６と、を有する。ＩＤＴ電極１１１は、第１および第２のくし歯状電極１１２、１１３を有する。第１および第２のくし歯状電極１１２、１１３のそれぞれは、弾性波伝搬方向（Ｙ方向）に沿って配列する複数の電極指１１２ａ、１１３ａと、複数の電極指１１２ａ、１１３ａに接続するバスバー１１２ｂ、１１３ｂと、を有する。電極指１１２ａ、１１３ａは第１の導電膜１４１により構成されている。バスバー１１２ｂ、１１３ｂは、第１の導電膜１４１と第２の導電膜１４２との積層体により構成されている。
弾性波装置１０１のＩＤＴ電極１１１は、圧電基板１１０に設けられている。第１の誘電体層１１５は、弾性波装置１０１の比帯域を調整するため、または、周波数温度特性を補償するための層であり、電極指１１２ａ、１１３ａを覆うように圧電基板１１０上に設けられている。第２の誘電体層１１６は、弾性波装置１０１の共振周波数を調整するための層であり、第１の誘電体層１１５を覆うように設けられている。圧電基板１１０上において、バスバー１１２ｂ、１１３ｂを構成する第２の導電膜１４２が設けられている領域と、第２の誘電体層１１６が設けられている領域とは、重なり合っておらず、別の領域となっている。
図８Ｂは、図８Ａに示した弾性波装置１０１の一部であるＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢを切断面としたときの断面図であり、図９は、図８Ａに示した弾性波装置１０１の全体であるＩＸ−ＩＸ断面図である。図９に示した弾性波装置１０１は、さらにアンダーバンプメタル１１８を有している。アンダーバンプメタル１１８は、パッド１２０上の一部に設けられている。配線１１４およびパッド１２０は、第１の導電膜１４１と第２の導電膜１４２との積層体により構成されている。
図１０Ａ〜図１０Ｄを参照しながら、図９に示した弾性波装置１０１の製造方法を説明する。まず、図１０Ａに示すように、圧電基板１１０上に、第１の導電膜１４１、第１の誘電体層１１５および第２の誘電体層１１６が形成される。ＩＤＴ電極１１１の電極指１１２ａ、１１３ａは、この第１の導電膜１４１により構成される。次に、図１０Ｂに示すように、第１の導電膜１４１の一部が露出するように、第１の誘電体層１１５および第２の誘電体層１１６の一部が除去され、圧電基板１１０上に開口１２５が形成される。次に、図１０Ｃに示すように、圧電基板１１０上の開口１２５に第２の導電膜１４２が形成される。このとき第２の導電膜１４２は、第１の導電膜１４１の上に積層される。バスバー１１２ｂ、１１３ｂ、配線１１４およびパッド１２０は、これら第１の導電膜１４１と第２の導電膜１４２との積層体により構成される。次に、図１０Ｄに示すように、パッド１２０を構成する第２の導電膜１４２上に、アンダーバンプメタル１１８が形成される。ただし、第２の導電膜１４２とアンダーバンプメタル１１８との接触領域Ｃの近傍にある第２の導電膜１４２の表面は、大気中に露出している。
図１１は、図９に示した弾性波装置１０１を含む電子部品１０２を示す図である。電子部品１０２は、弾性波装置１０１の他に、実装基板１３１、はんだ１３９および絶縁樹脂１３２を有する。電子部品１０２は、弾性波装置１０１と実装基板１３１とが、はんだ１３９を用いて接合された後、実装基板１３１および弾性波装置１０１を覆うように絶縁樹脂１３２が形成されることにより製造される。
弾性波装置１０１をはんだ１３９を用いて接合するためには、接合剤として、はんだペーストが使用される。しかし、はんだペーストにはフラックスが含まれており、このフラックスと第２の導電膜１４２とが接触することにより、第２の導電膜１４２が腐食することがある。特に、第２の導電膜１４２の材料としてＡｌ（アルミニウム）を用いる場合、Ａｌとフラックス中のハロゲン化合物（塩素イオンなど）との間で化学反応が起き、第２の導電膜１４２が腐食してしまうこともある。これにより、弾性波装置１０１と実装基板１３１との接合の信頼性を損ねることもある。
本発明の目的は、弾性波装置と実装基板とをはんだを用いて接合したときに、はんだペーストに含まれるフラックスによる腐食が起きにくい弾性波装置、および弾性波装置の製造方法を提供することにある。また、本発明の目的は、その弾性波装置を含む電子部品を提供することにある。
本発明に係る弾性波装置は、圧電基板と、圧電基板に設けられているＩＤＴ電極と、圧電基板に設けられているパッドと、圧電基板に設けられており、ＩＤＴ電極とパッドとを接続している配線と、圧電基板上において、ＩＤＴ電極の少なくとも一部を覆うように、かつ、配線上およびパッド上を覆わないように設けられている第１の誘電体層と、パッド上に設けられているアンダーバンプメタルと、圧電基板上において、パッドの一部、配線および第１の誘電体層を覆うように、かつ、アンダーバンプメタルを覆わないように設けられている第２の誘電体層と、を備え、ＩＤＴ電極の少なくとも一部が第１の導電膜からなり、配線の少なくとも一部が第１の導電膜と、第１の導電膜上に積層されている第２の導電膜とを有する積層体からなり、パッドの少なくとも一部が第２の導電膜からなり、第２の誘電体層は、圧電基板上において、第２の導電膜とアンダーバンプメタルとの接触領域以外の領域を覆うように設けられている。
好ましくは、第２の誘電体層は、第２の導電膜の表面から第１の誘電体層の表面を連続的に覆うように形成されている。
また、第２の誘電体層は、ＩＤＴ電極上に位置する第１の誘電体層の表面において平坦状に形成されていることが好ましい。
また、第２の誘電体層の材料は、第１の誘電体層の材料よりも、弾性波の伝わる速度が速いことが好ましい。
また、第２の誘電体層の材料は、第１の誘電体層の材料よりも、水分透過率が小さいことが好ましい。
本発明に係る電子部品は、前述した弾性波装置を含むものであって、弾性波装置の他に、弾性波装置を実装するための実装基板と、弾性波装置と実装基板との間に設けられているはんだと、を有し、はんだは、弾性波装置の第２の導電膜に対して接触しておらず、アンダーバンプメタルに対して接触している。
本発明に係る弾性波装置の製造方法は、圧電基板に第１の導電膜を形成する第１の導電膜形成工程と、第１の導電膜を覆うように、圧電基板上に第１の誘電体層を形成する第１の誘電体層形成工程と、第１の導電膜の一部が露出するように、第１の誘電体層に第１の開口を形成する第１の開口形成工程と、第１の開口に第２の導電膜を形成する第２の導電膜形成工程と、第１の誘電体層および第２の導電膜を覆うように第２の誘電体層を形成する第２の誘電体層形成工程と、第２の導電膜の一部が露出するように、第２の誘電体層に第２の開口を形成する第２の開口形成工程と、第２の開口にアンダーバンプメタルを形成するアンダーバンプメタル形成工程と、を備える。
本発明に係る弾性波装置は、第２の誘電体層が、第２の導電膜とアンダーバンプメタルとの接触領域以外の領域を覆うように、圧電基板上に設けられている。これにより、第２の導電膜がアンダーバンプメタルおよび第２の誘電体層により覆われ、大気中に露出しない状態となっている。そのため、はんだを用いて弾性波装置を実装基板に接合する際、はんだに含まれるフラックスが第２の導電膜に接触することがない。その結果、はんだペーストに含まれるフラックス中のハロゲン化元素と第２の導電膜に含まれる材料とが化学反応を起こすことがなく、第２の導電膜の腐食が起きにくい。
本発明に係る電子部品は、はんだが弾性波装置の第２の導電膜に対して接触しておらず、アンダーバンプメタルに対して接触している。すなわち、第２の導電膜とアンダーバンプメタルとの接触領域以外の領域が、第２の誘電体層により覆われており、はんだが第２の導電膜に付着していない。実装する際に、はんだペーストに含まれるフラックスが第２の導電膜に付着しないので、電子部品に含まれている弾性波装置の第２の導電膜が腐食しにくい。
本発明に係る弾性波装置の製造方法では、圧電基板上に第１の誘電体層、第１の導電膜および第２の導電膜を形成した後、それらの上に第２の誘電体層を形成し、アンダーバンプメタルを設ける領域のみに第２の開口を開けて、そこにアンダーバンプメタルを形成する。そのため、弾性波装置の製造後においては、第２の導電膜が大気中へ露出することがない。その結果、弾性波装置が、はんだを用いて実装基板に接合される際に、はんだペーストに含まれるフラックスが第２の導電膜に接触することがなく、第２の導電膜が腐食しにくい。
（弾性波装置）
本実施形態に係る弾性波装置１は、図１および図２Ａ〜図２Ｃに示すとおり、少なくとも、圧電基板１０と、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１１と、配線１４と、パッド２０と、第１の誘電体層１５と、第２の誘電体層１６と、アンダーバンプメタル１８と、を備えている。
本実施形態に係る弾性波装置１は、図１および図２Ａ〜図２Ｃに示すとおり、少なくとも、圧電基板１０と、ＩＤＴ（Ｉｎｔｅｒ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ）電極１１と、配線１４と、パッド２０と、第１の誘電体層１５と、第２の誘電体層１６と、アンダーバンプメタル１８と、を備えている。
圧電基板１０は、適宜の圧電体により構成されている。圧電基板１０の材料としては、たとえば、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸カリウム、タンタル酸リチウム、水晶、ランガサイト、酸化亜鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、四ホウ酸リチウムなどが挙げられる。本実施形態では、圧電基板１０として、１２７°ＹカットＸ伝搬のＬｉＮｂＯ3基板を例に挙げて説明する。
圧電基板１０上にはＩＤＴ電極１１が設けられている。ＩＤＴ電極１１は、第１および第２のくし歯状電極１２、１３を有する。第１および第２のくし歯状電極１２、１３のそれぞれは、弾性波伝搬方向（Ｙ方向）に沿って配列する複数の電極指１２ａ、１３ａと、複数の電極指１２ａ、１３ａに接続するバスバー１２ｂ、１３ｂと、を有する。第１および第２のくし歯状電極１２、１３は、互いに間挿し合っている。すなわち、第１および第２のくし歯状電極１２、１３は、電極指１２ａ、１３ａが弾性波伝搬方向において交互に配列されるように設けられている。なお、ＩＤＴ電極１１が設けられている領域の弾性波伝搬方向の両側に、一対の反射器（図示省略）が設けられていてもよい。
圧電基板１０上には、さらに、配線１４およびパッド２０が設けられている。配線１４は、ＩＤＴ電極１１とパッド２０とを電気的に接続するためのものである。図２Ａに示すように、配線１４の一方端は、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ｂ、１３ｂに接続されており、配線１４の他方端は、パッド２０に接続されている。なお、図２Ａに示したＩＤＴ電極１１、配線１４およびパッド２０の形状、配置は、あくまでも一例である。ＩＤＴ電極１１、配線１４およびパッド２０は必要に応じて、圧電基板１０上に複数設けられてもよい。
ＩＤＴ電極１１のうちの電極指１２ａ、１３ａは、第１の導電膜４１により構成されている。第１の導電膜４１は、たとえば、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｍｎなどの金属や、これらの金属のうちの一種以上を主成分とする合金などにより形成されている。また、第１の導電膜４１は、上記金属や合金からなる複数の導電膜の積層体であってもよい。第１の導電膜４１は、たとえば、ＮｉＣｒ層（厚さ：１０ｎｍ）、Ｐｔ層（厚さ：３３ｎｍ）、Ｔｉ層（厚さ：１０ｎｍ）、Ａｌ−Ｃｕ合金層（厚さ：１３０ｎｍ）、Ｔｉ層（厚さ：１０ｎｍ）が、この順番で積層された積層膜により構成されている。これにより、高い反射係数を実現し得る。なお、この場合のＩＤＴ電極１１の波長は１．９μｍ、メタライゼーションレシオは０．５である。
ＩＤＴ電極１１のうちのバスバー１２ｂ、１３ｂ、ならびに配線１４およびパッド２０は、第１の導電膜４１と第２の導電膜４２との積層体により構成されている。第１の導電膜４１についは、前述したとおりである。第２の導電膜４２は、たとえば、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ、Ｔａ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｐｄ、Ｃｏ、Ｍｎなどの金属や、これらの金属のうちの一種以上を主成分とする合金などにより形成されている。また、第２の導電膜４２は、上記金属や合金からなる複数の導電膜の積層体であってもよい。第２の導電膜４２は、たとえば、圧電基板１０側から、Ａｌ−Ｃｕ合金層（厚さ：７００ｎｍ）、Ｔｉ層（厚さ：６００ｎｍ）、Ａｌ層（厚さ：１１４０ｎｍ）が、この順番で積層された積層膜により構成されている。
第１の導電膜４１および第２の導電膜４２により構成されているバスバー１２ｂ、１３ｂ、配線１４およびパッド２０の厚みは、第１の導電膜４１により構成されている電極指１２ａ、１３ａよりも厚く形成されている。バスバー１２ｂ、１３ｂ、配線１４およびパッド２０の厚みが大きいと、電気抵抗値を小さくできるため挿入損失を小さくでき、また、機械的強度を高めることもできる。
なお、ＩＤＴ電極１１は、少なくとも一部が第１の導電膜４１から構成されていればよい。また、ＩＤＴ電極１１の全部が第１の導電膜４１であってもよい。具体的には、バスバー１２ｂ、１３ｂが、第１の導電膜４１のみにより構成されていてもよい。配線１４は、少なくとも一部が第１の導電膜４１と、第１の導電膜４１上に積層されている第２の導電膜４２と、を有する積層体から構成されていればよい。換言すれば、配線１４は、全てが第１の導電膜４１と第２の導電膜４２との積層体である必要はない。パッド２０は、少なくとも一部が第２の導電膜４２から構成されていればよい。パッド２０の全部が第２の導電膜４２であってもよい。
パッド２０上の一部には、アンダーバンプメタル１８が設けられている。アンダーバンプメタル１８は、弾性波装置１の電気的特性を引き出すための端子であり、また、弾性波装置１を実装基板３１（図５参照）に、はんだ３９を用いて接合する際の接合箇所でもある。なお、はんだ３９を用いて接合するにあたっては、アンダーバンプメタル１８上に接合用のはんだバンプ（図示省略）が予め形成されていてもよいし、実装基板３１上に接合用のはんだバンプ（図示省略）が予め形成されていてもよい。
アンダーバンプメタル１８は、はんだ３９が付着しやすい材料を含んでおり、また、はんだ３９に含まれる材料がアンダーバンプメタル１８中に拡散しにくくなるような材料を含んでいる。はんだ３９を付着しやすくするためには、たとえば、Ａｕなどの金属が用いられる。拡散を抑制するためには、バリア層として、たとえばＮｉ、Ｃｕなどの金属が用いられる。
圧電基板１０上には、さらに、第１の誘電体層１５が設けられている。第１の誘電体層１５は、弾性波装置１の周波数帯域を調整するための層であり、また、周波数温度特性を改善するための層でもある。第１の誘電体層１５は、ＩＤＴ電極１１の電極指１２ａ、１３ａを覆うように、かつ、バスバー１２ｂ、１３ｂ、配線１４およびパッド２０の側面に接しながらバスバー１２ｂ、１３ｂ、配線１４およびパッド２０の上部（Ｚ方向側）を覆わないように設けられている。これにより、ＩＤＴ電極１１の電極指１２ａ、１３ａは、第１の誘電体層１５に埋め込まれた状態となっている。ＩＤＴ電極１１により励振された弾性波は、圧電基板１０の表面のみならず、第１の誘電体層１５の内部においても伝搬する。
第１の誘電体層１５の材料としては、たとえば、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＴｉＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｅＯ2などが挙げられる。本実施形態では、第１の誘電体層１５として、たとえば、ＳｉＯ2層が用いられている。
第１の誘電体層１５の厚みは、ＩＤＴ電極１１の電極指１２ａ、１３ａの厚みよりも大きく、たとえば、弾性波の波長比で２０％〜５０％程度である。その理由は、第１の誘電体層１５の厚みが大きすぎると、弾性波装置１の通過帯域を形成できず所望のフィルタ特性を実現できないからであり、厚みが小さすぎると、所望の周波数温度特性を得られないからである。特に、圧電基板１０としてＬｉＮｂＯ3基板を用いた場合のＴＣＦ（温度特性補償係数）は、−９０〜−７０ｐｐｍ／℃程度であり、この範囲で、弾性波装置１の温度特性を補償するためには、第１の誘電体層１５の厚みを十分に大きくする必要がある。本実施形態では、第１の誘電体層１５の厚みは、たとえば、６２０ｎｍである。
また、第１の誘電体層１５の上面側（Ｚ方向側）の表面２１は、平坦状であることが好ましい。仮に、第１の誘電体層１５の表面に凹凸があると、第１の誘電体層１５の内部を伝搬する弾性波が凹凸にて乱反射してしまい、弾性波の反射係数が小さくなってしまう。そこで、第１の誘電体層１５の表面２１を平坦状とすることにより、大きな反射係数を得ることができる。これにより、弾性波装置１の周波数特性を極端に低下させずに温度特性を補償できる。
第２の誘電体層１６は、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ｂ、１３ｂ上、ならびに配線１４上、パッド２０上および第１の誘電体層１５上に設けられている。具体的には、第２の誘電体層１６は、パッド２０を構成する第２の導電膜４２とアンダーバンプメタル１８との接触領域Ｃ以外の領域ＮＣにおいて、第２の導電膜４２の表面から第１の誘電体層１５の表面２１に倣って連続的に形成されている。なお、弾性波装置１では、第１の誘電体層１５の厚みよりも第２の導電膜４２の厚みの方が大きいので、第２の誘電体層１６は、第２の導電膜４２から第１の誘電体層１５に向かって段付き形状をしている。
図３は、アンダーバンプメタル１８および第２の誘電体層１６を除いた状態の弾性波装置１を平面視したときの図である。図３において、第２の導電膜４２とアンダーバンプメタル１８との接触領域Ｃをクロスハッチングで示し、接触領域Ｃ以外の領域ＮＣを横縞ハッチングで示している。図２Ｂ、図２Ｃおよび図３に示すとおり、バスバー１２ｂ、１３ｂ、配線１４およびパッド２０を構成している第２の導電膜４２は、アンダーバンプメタル１８および第２の誘電体層１６により覆われており、大気中に露出していない。
第２の誘電体層１６は、弾性波装置１の共振周波数を調整するための層である。そのため、第２の誘電体層１６は、ＩＤＴ電極１１上に位置する第１の誘電体層１５の表面２１において平坦状に形成されることが好ましい。仮に、第２の誘電体層１６の形状が凹凸であると、弾性波が第２の誘電体層１６にて乱反射してしまい、反射係数が小さくなってしまう。そこで、第２の誘電体層１６の形状を平坦状とすることにより、大きな反射係数を得ることができる。これにより、弾性波装置１の周波数特性を劣化させずに共振周波数を調整できる。
第２の誘電体層１６は、たとえば、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯＮ、ＳｉＣ、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＴｉＮ、Ａｌ2Ｏ3、ＴｅＯ2などからなる単一膜または積層膜により構成されている。
好ましくは、第２の誘電体層１６は、第１の誘電体層１５よりも、弾性波の伝わる速度が速い材料により構成されている。共振周波数の調整は、第２の誘電体層１６の厚さを変えることにより行なわれるが、第２の誘電体層１６における弾性波の伝わる速度が速ければ、共振周波数を容易に調整できる。なお、第２の誘電体層１６の厚みは、ＩＤＴ電極１１により励振された弾性波をメインモードとして使用できるような厚みであればよい。本実施形態では、第２の誘電体層１６の厚みは、たとえば、２０ｎｍである。
好ましくは、第２の誘電体層１６は、第１の誘電体層１５よりも水分透過率が小さい材料により構成されている。本実施形態では、第２の誘電体層１６の材料は、たとえば、ＳｉＮである。ＳｉＮはＳｉＯ2（第１の誘電体層の材料）と比べて水分透過率が小さいので、第２の誘電体層１６の材料としてＳｉＮを用いることにより、弾性波装置１の耐湿性を高めることができる。
本実施形態に係る弾性波装置１は、圧電基板１０上において、第２の誘電体層１６が、第２の導電膜４２とアンダーバンプメタル１８との接触領域Ｃ以外の領域ＮＣを覆うように設けられている。これにより、バスバー１２ｂ、１３ｂ、配線１４およびパッド２０を構成する第２の導電膜４２がアンダーバンプメタル１８および第２の誘電体層１６により覆われ、大気中に露出しない状態となっている。そのため、はんだ３９を用いて弾性波装置１を実装基板３１に接合する際、はんだ３９に含まれるフラックスが第２の導電膜４２に接触することがない。その結果、はんだペーストに含まれるフラックス中のハロゲン化元素（たとえば塩素イオン）と第２の導電膜４２に含まれる材料とが化学反応を起こすことがなく、第２の導電膜４２の腐食が起きにくい。
また、第２の誘電体層１６は、第２の導電膜４２の表面から第１の誘電体層１５の表面２１を連続的に覆うように形成されていることが好ましい。この構造により、実装の際に確実にフラックスと第２の導電膜４２との接触を防ぐことができる。
また、第２の誘電体層１６は、ＩＤＴ電極１１上に位置する第１の誘電体層１５の表面２１において平坦状に形成されていることが好ましい。これにより、励振された弾性波について大きな反射係数を得ることができ、弾性波装置１の周波数特性を劣化させずに共振周波数を調整できる。
図４Ａ〜図４Ｃは、弾性波装置１に関する第１変形例を説明するための図である。弾性波装置１と共通する構成については、図中に同じ符号を付し、説明を省略する。
第１変形例に係る弾性波装置１Ａは、バスバー１２ｂＡ、１３ｂＡ、配線１４Ａおよびパッド２０Ａを構成する第２の導電膜４２Ａの厚みが第１の誘電体層１５Ａの厚みより小さくなっている。そして、第２の誘電体層１６Ａは、第２の導電膜４２Ａの表面および第１の誘電体層１５Ａの表面２１に倣って形成されている。この構造により、弾性波装置１Ａを低背化できる。
また、弾性波装置１Ａのアンダーバンプメタル１８Ａは、第２の導電膜４２Ａに接触しているだけでなく、第２の導電膜４２Ａと第２の誘電体層１６Ａとの境界において、第２の誘電体層１６Ａの一部を覆うように形成されている。これにより、アンダーバンプメタル１８Ａと第２の誘電体層１６Ａとの隙間が確実になくなる。その結果、弾性波装置１Ａを実装する際、第２の導電膜４２Ａに対するフラックスの接触を確実に防ぐことができる。
第１変形例に係る弾性波装置１Ａにおいても、圧電基板１０上において、第２の誘電体層１６Ａが、第２の導電膜４２Ａとアンダーバンプメタル１８Ａとの接触領域Ｃ以外の領域ＮＣを覆うように設けられている。すなわち、第２の導電膜４２Ａがアンダーバンプメタル１８Ａおよび第２の誘電体層１６Ａにより覆われ、大気中へ露出していない状態となっている。そのため、はんだ３９を用いて弾性波装置１Ａを実装基板３１に接合する際、はんだ３９に含まれるフラックスが第２の導電膜４２Ａに接触することがない。その結果、はんだペーストに含まれるフラックス中のハロゲン化元素と第２の導電膜４２Ａに含まれる材料とが化学反応を起こすことがなく、第２の導電膜４２Ａの腐食が起きにくい。
（弾性波装置を含む電子部品）
図５は、弾性波装置１を含む電子部品２を示した図である。電子部品２としては、たとえば、ＲＦ回路パッケージなどが挙げられる。電子部品２は、弾性波装置１の他に、実装基板３１、はんだ３９および絶縁樹脂３２を有する。電子部品２は、弾性波装置１と実装基板３１とが、はんだ３９を用いて接合され、その後、実装基板３１および弾性波装置１を覆うように絶縁樹脂３２が形成されることにより製造される。はんだ３９の材料は、たとえばＳｎ、Ａｇ、Ｃｕなどの共晶組成で形成されるソルダーペーストである。絶縁樹脂３２の材料は、たとえばエポキシ樹脂である。
図５は、弾性波装置１を含む電子部品２を示した図である。電子部品２としては、たとえば、ＲＦ回路パッケージなどが挙げられる。電子部品２は、弾性波装置１の他に、実装基板３１、はんだ３９および絶縁樹脂３２を有する。電子部品２は、弾性波装置１と実装基板３１とが、はんだ３９を用いて接合され、その後、実装基板３１および弾性波装置１を覆うように絶縁樹脂３２が形成されることにより製造される。はんだ３９の材料は、たとえばＳｎ、Ａｇ、Ｃｕなどの共晶組成で形成されるソルダーペーストである。絶縁樹脂３２の材料は、たとえばエポキシ樹脂である。
従来技術に係る電子部品１０２は、図１１に示すとおり、はんだ１３９が弾性波装置１０１のパッド１２０に対して接触している。そのため、実装する際に、はんだペーストに含まれるフラックスがパッド１２０を構成する第２の導電膜１４２に付着し、電子部品１０２に含まれている弾性波装置１０１の第２の導電膜１４２が腐食することもある。
本実施形態に係る電子部品２は、はんだ３９が弾性波装置１のパッド２０に対して接触しておらず、アンダーバンプメタル１８に対して接触している。すなわち、パッド２０を構成する第２の導電膜４２は、アンダーバンプメタル１８および第２の誘電体層１６により覆われており、はんだ３９が第２の導電膜４２に付着することがない。そのため、実装する際に、はんだペーストに含まれるフラックスが第２の導電膜４２に付着せず、電子部品２に含まれている弾性波装置１の第２の導電膜４２が腐食しにくい。
（弾性波装置の製造方法）
図６Ａ〜図６Ｄおよび図７Ａ〜図７Ｅを参照しながら、弾性波装置１の製造方法について説明する。弾性波装置１の製造方法は、少なくとも、第１の導電膜形成工程と、第１の誘電体層形成工程と、第１の開口形成工程と、第２の導電膜形成工程と、第２の誘電体層形成工程と、第２の開口形成工程と、アンダーバンプメタル形成工程と、を備える。
図６Ａ〜図６Ｄおよび図７Ａ〜図７Ｅを参照しながら、弾性波装置１の製造方法について説明する。弾性波装置１の製造方法は、少なくとも、第１の導電膜形成工程と、第１の誘電体層形成工程と、第１の開口形成工程と、第２の導電膜形成工程と、第２の誘電体層形成工程と、第２の開口形成工程と、アンダーバンプメタル形成工程と、を備える。
第１の導電膜形成工程は、図６Ａに示すように圧電基板１０上に、第１の導電膜４１を形成する工程である。第１の導電膜４１は、ＩＤＴ電極１１の電極指１２ａ、１３ａ、ならびにバスバー１２ｂ、１３ｂの一部、配線１４の一部およびパッド２０の一部を構成する。第１の導電膜４１は、たとえば、リフトオフなどの薄膜形成プロセスにより形成される。
第１の誘電体層形成工程は、図６Ｂ〜図６Ｄに示すように、第１の導電膜４１を覆うように圧電基板１０上に、第１の誘電体層１５を所定の厚みで形成する工程である。
第１の誘電体層１５を所定の厚みで形成するにあたり、まず、図６Ｂに示すように、第１の誘電体層１５よりも厚みの大きい第１の誘電体層１５Ｐが形成される。第１の誘電体層１５Ｐは、バイアススパッタリング法などにより形成される。第１の誘電体層１５Ｐを形成した直後は、圧電基板１０上にある第１の導電膜４１の形状が転写されるため、第１の誘電体層１５Ｐの表面２１Ｐに凸部２１ａが形成される。凸部２１ａの高さは、たとえば、伝搬する弾性波の波長比で３％程度である。第１の誘電体層１５の表面２１に凹凸があると、弾性波装置１の挿入損失が大きくなってしまうので、以下、図６Ｃおよび図６Ｄに示す方法により第１の誘電体層１５Ｐの表面２１Ｐを平坦状にする。
まず、図６Ｃに示すように、第１の誘電体層１５Ｐを覆うように犠牲層２２を形成する。犠牲層２２としては、たとえば、ＢＡＲＣ（Ｂｏｔｔｏｍ Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ Ｃｏａｔｉｎｇ）やＴＡＲＣ（Ｔｏｐ Ａｎｔｉ−ＲｅｆｌｅｃｔｉｖｅＣｏａｔｉｎｇ）などのフォトレジストやＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）などを用いる。犠牲層２２は、たとえば、スピンコート法などにより形成される。犠牲層２２の厚みは、第１の誘電体層１５Ｐの表面２１Ｐの凸部２１ａの高さよりも大きな厚みである。これにより、第１の誘電体層１５Ｐの表面２１Ｐの全体が、犠牲層２２により覆われる。
次に、図６Ｄに示すように、犠牲層２２と、第１の誘電体層１５Ｐの表面２１Ｐと、をエッチバック（除去加工）する。このエッチバックは、たとえば、ドライエッチング法やウエットエッッチング法などにより行なわれる。これにより、第１の誘電体層１５Ｐの表面２１Ｐおよび凸部２１ａが除去され、第１の誘電体層１５の表面２１が平坦状になる。第１の誘電体層１５の表面２１の高低差は、たとえば、伝搬する弾性波の波長比で０％〜１％程度である。
エッチバックにおいて、第１の誘電体層１５Ｐと犠牲層２２とのエッチングの選択比は、０．６：１〜１．４：１の範囲内にあることが好ましい。より好ましくは、選択比は１：１に近いことが望ましい。このような選択比でエッチバックすることにより、第１の誘電体層１５の表面２１がより平坦状になる。
第１の開口形成工程は、図７Ａに示すように、第１の誘電体層１５の一部を除去することにより第１の開口２５を形成する工程である。第１の開口２５は、ＩＤＴ電極１１のバスバー１２ｂ、１３ｂに位置する第１の導電膜４１が露出するように、また、露出した第１の導電膜４１の位置から配線１４およびパッド２０の形成予定位置までが繋がるように形成される。第１の誘電体層１５の除去は、たとえば、ドライエッチング法やウエットエッチング法などにより行なわれる。
第２の導電膜形成工程は、図７Ｂに示すように、第１の開口２５に第２の導電膜４２を形成する工程である。第２の導電膜４２は、第１の開口２５にある第１の導電膜４１上に積層される。第１の導電膜４１および第２の導電膜４２により形成された積層体が、バスバー１２ｂ、１３ｂ、配線１４およびパッド２０を構成する。第２の導電膜４２は、たとえば、リフトオフなどの薄膜形成プロセスにより形成される。
第２の誘電体層形成工程は、図７Ｃに示すように、第１の誘電体層１５、第２の導電膜４２を覆うように第２の誘電体層１６を形成する工程である。図６Ｄに示したように、第１の誘電体層１５の表面２１は平坦状に形成されているため、ＩＤＴ電極１１の上方（Ｚ方向）においては、第２の誘電体層１６も平坦状に形成される。第２の誘電体層１６は、たとえば、蒸着法やスパッタリング法などの薄膜形成方法により、均一な厚みとなるように形成される。
第２の開口形成工程は、図７Ｄに示すように、第２の誘電体層１６の一部を除去することにより第２の開口２６を形成する工程である。第２の開口２６は、パッド２０上にある第２の導電膜４２の一部が露出するように、パッド２０の上方（Ｚ方向）にある第２の誘電体層１６を除去することにより形成される。第２の誘電体層１６の除去は、たとえば、ドライエッチング法やウエットエッチング法などにより行なわれる。
アンダーバンプメタル形成工程は、図７Ｅに示すように、第２の開口２６にアンダーバンプメタル１８を形成する工程である。アンダーバンプメタル１８は、第２の開口２６に金属を成膜することにより形成される。第２の開口２６は、アンダーバンプメタル１８により塞がれ、パッド２０上にある第２の導電膜４２の露出はなくなる。パッド２０上にアンダーバンプメタル１８を形成することにより、パッド２０とアンダーバンプメタル１８とが電気的に接続される。アンダーバンプメタル１８は、第２の誘電体層１６よりも厚みが大きくなるように、たとえば、めっき成長法などにより形成される。これらの図６Ａ〜図６Ｄおよび図７Ａ〜図７Ｅにて示した工程を経て、弾性波装置１が製造される。
従来技術に係る弾性波装置１０１の製造方法は、前述したとおり（図１０Ａ〜図１０Ｄ参照）、圧電基板１０上に第１の誘電体層１１５および第２の誘電体層１１６を形成した後、開口１２５を開けて、そこに第２の導電膜１４２を形成している。そのため、第２の導電膜１４２は、第２の誘電体層１１６に覆われておらず、大気中へ露出してしまう。
本実施形態に係る弾性波装置１の製造方法では、圧電基板１０上に第１の誘電体層１５、第２の導電膜４２を形成した後、それらの上に第２の誘電体層１６を形成し、アンダーバンプメタル１８を設ける領域のみに第２の開口２６を開けて、そこにアンダーバンプメタル１８を形成する。そのため、弾性波装置１の製造後においては、第２の導電膜４２が大気中へ露出することがない。その結果、弾性波装置１が、はんだ３９を用いて実装基板３１に接合される際に、はんだペーストに含まれるフラックスが第２の導電膜４２に接触することがなく、第２の導電膜４２が腐食しにくい。
また、弾性波装置１の製造方法では、厚みの大きい第１の誘電体層１５Ｐを一旦形成し、その後、第１の誘電体層１５Ｐの表面２１Ｐをエッチバックすることにより、第１の誘電体層１５の表面２１を平坦状にしている。そのため、第１の誘電体層１５の表面２１に凹凸が形成されることなく、弾性波の挿入損失の悪化を抑制でき、また、弾性波の高次モードによるスプリアスを小さくできる。また、第１の誘電体層１５の表面２１に形成された第２の誘電体層１６も平坦状になるので、共振周波数や反共振周波数などの周波数特性のずれ、ＴＣＦのずれの発生を抑制できる。これにより、所望の共振特性を有する弾性波装置１を製造できる。
本実施形態は、請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、技術的思想の同一性が認められる範囲で種々の変形が可能である。たとえば、バスバーが配線の構成の一部であってもよい。また、圧電基板とＩＤＴ電極との間に、温度特性補償用の誘電体層が別途設けられていてもよい。
また、本実施形態では、１ポート型弾性波共振子としての弾性波装置を例示したが、弾性波フィルタや弾性波分波器などにも適用される。弾性波装置は、レイリー波（Ｐ＋ＳＶ波）をメインモードとして使用するが、どのような種類の弾性波をメインモードとして使用するものであってもよく、ラブ波やリーキー波などのレイリー波以外の弾性波をメインモードとして使用するものであってもよい。
１，１Ａ：弾性波装置、２：電子部品、１０：圧電基板、１１：ＩＤＴ電極、１２：第１のくし歯状電極、１３：第２のくし歯状電極、１２ａ，１３ａ：電極指、１２ｂ，１３ｂ：バスバー、１４：配線、１５：第１の誘電体層、１６：第２の誘電体層、１８：アンダーバンプメタル、１９：はんだバンプ、２０：パッド、２１：第１の誘電体層の表面、２１ａ：凸部、２２：犠牲層、２５：第１の開口、２６：第２の開口、３１：実装基板、３２：絶縁樹脂、３９：はんだ、４１：第１の導電膜、４２：第２の導電膜、Ｃ：第２の導電膜とアンダーバンプメタルとの接触領域、ＮＣ：第２の導電膜とアンダーバンプメタルとの接触領域以外の領域。
Claims (7)
- 圧電基板と、
前記圧電基板に設けられているＩＤＴ電極と、
前記圧電基板に設けられているパッドと、
前記圧電基板に設けられており、前記ＩＤＴ電極と前記パッドとを接続している配線と、
前記圧電基板上において、前記ＩＤＴ電極の少なくとも一部を覆うように、かつ、前記配線上および前記パッド上を覆わないように設けられている第１の誘電体層と、
前記パッドに設けられているアンダーバンプメタルと、
前記圧電基板上において、前記パッドの一部、前記配線および前記第１の誘電体層を覆うように、かつ、前記アンダーバンプメタルを覆わないように設けられている第２の誘電体層と、を備え、
前記ＩＤＴ電極の少なくとも一部が第１の導電膜からなり、
前記配線の少なくとも一部が前記第１の導電膜と、前記第１の導電膜上に積層されている第２の導電膜とを有する積層体からなり、
前記パッドの少なくとも一部が前記第２の導電膜からなり、
前記第２の誘電体層は、前記圧電基板上において、前記第２の導電膜と前記アンダーバンプメタルとの接触領域以外の領域を覆うように設けられている、弾性波装置。 - 前記第２の誘電体層は、前記第２の導電膜の表面から前記第１の誘電体層の表面を連続的に覆うように形成されている、請求項１に記載された弾性波装置。
- 前記第２の誘電体層は、前記ＩＤＴ電極上に位置する前記第１の誘電体層の表面において平坦状に形成されている、請求項１または２に記載された弾性波装置。
- 前記第２の誘電体層の材料は、前記第１の誘電体層の材料よりも、弾性波の伝わる速度が速いことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載された弾性波装置。
- 前記第２の誘電体層の材料は、前記第１の誘電体層の材料よりも、水分透過率が小さいことを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１項に記載された弾性波装置。
- 請求項１ないし５のいずれか１項に記載された弾性波装置を含む電子部品であって、前記弾性波装置の他に、
前記弾性波装置を実装するための実装基板と、
前記弾性波装置と前記実装基板との間に設けられているはんだと、
を有し、
前記はんだは、前記弾性波装置の第２の導電膜に対して接触しておらず、アンダーバンプメタルに対して接触している、電子部品。 - 請求項１ないし５のいずれか１項に記載された弾性波装置の製造方法であって、
圧電基板に第１の導電膜を形成する第１の導電膜形成工程と、
前記第１の導電膜を覆うように、前記圧電基板上に第１の誘電体層を形成する第１の誘電体層形成工程と、
前記第１の導電膜の一部が露出するように、前記第１の誘電体層に第１の開口を形成する第１の開口形成工程と、
前記第１の開口に第２の導電膜を形成する第２の導電膜形成工程と、
前記第１の誘電体層および前記第２の導電膜を覆うように第２の誘電体層を形成する第２の誘電体層形成工程と、
前記第２の導電膜の一部が露出するように、前記第２の誘電体層に第２の開口を形成する第２の開口形成工程と、
前記第２の開口にアンダーバンプメタルを形成するアンダーバンプメタル形成工程と、
を備える弾性波装置の製造方法。
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